Le fer

Le fer est un élément chimique (symbole Fe, numéro atomique 26). Il s’agit du métal le plus connu, élément de transition et matériau ferromagnétique utilisé sans cesse dans la vie courante, pur ou sous forme d’alliages. Le fer pur est un métal plus mou que l’aluminium, mais quelques impuretés introduites le rendent considérablement plus dur : l’adjonction d’autres métaux ou de carbone produit des aciers parfois mille fois plus résistants que le métal pur.

Le fer constitue également l’élément le plus abondant dans les étoiles géantes rouges, dans les météorites et aussi au cœur des planètes, comme la Terre. L’hémoglobine du sang, qui permet aux globules rouges de transporter le dioxygène, contient du fer.

Il s’obtient dans l’industrie par la réduction par le monoxyde carbone (CO) des oxydes qu’il contient.

Histoire du fer

fabriqués en fer paraissent dater de 3000 ans. Ils l’ont souvent été à partir de météorites (pointes de lances, dagues, bijoux). De petites boîtes ont été fabriquées avec ce matériau il y a plus de 200 ans, assemblées par chauffage et martelage. La soudure a été expérimentée par les Egyptiens et les peuples de l’Est méditerranéen à l’Age du bronze.

Depuis l’Age du fer et jusqu’au XIXe siècle, le fer était obtenu par réduction du minerai avec du charbon de bois dans un bas-fourneau. Une opération d’épuration de la masse obtenue était indispensable pour rendre ce matériau apte à la fabrication d’objets.

C’st avec le développement des moulins et de la force hydraulique que les hauts-fourneaux se sont développés pour remplacer les anciens bas-foyers, produisant le métal en phase liquide (fusion) et formant la fonte.

La fonte est affinée pour rendre le métal forgeable. C’est en aciérie qu’elle est traitée pour être décarburée afin d’obtenir un alliage plus faible en carbone. La fonte est transformée en acier dans une cuve appelée convertisseur grâce à des projections d’oxygène.

D’autres traitements en aciérie permettent également d’éliminer le soufre, le silicium et le phosphore.

Propriétés chimiques

Le fer combiné à l’oxygène produit 3 oxydes : ferreux, ferrique et magnétique. Avec de l’air humide, il se corrode en formant de la rouille. Celle-ci étant une matière poreuse, la réaction oxydante peut se propager dans tout le métal, contrairement à l‘aluminium, par exemple, qui possède une couche fine d’oxyde imperméable.

Utilisation

Le fer pur est peu utilisé (bandes magnétiques, par ex.). Tout ce que l’on nomme usuellement fer ou ferraille est en fait de l’acier ou de la fonte.

Divers traitements (additions) produisent des aciers spéciaux :

-manganèse pour améliorer la résistance à l’usure ;

-tungstène pour la dureté à haute température ;

-silicium pour améliorer l’élasticité (ressorts).

L’acier inoxydable est un alliage comportant de fortes proportions de chrome, de nickel, et parfois de molybdène ou de vanadium.

Le fer est largement utilisé sous forme d’acier dans la construction métallique.

Le fer est recyclable mais son extraction n’est pas dénuée d’impacts environnementaux et énergétiques.

Renseignements trouvés dans Wikipédia

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